中國成功開採海底可燃冰，真的可以淘汰石油天然氣嗎

目前，全世界擁有的常規石油天然氣資源，將在40年或50年後逐漸枯竭。不過，去年5月，我國成功實施了海域可燃冰的首次試采，為我國替代傳統石化能源提供了一種方案。因為可燃冰具有能量密度高、清潔度高的的特點，而且儲量夠人類使用1000年，被譽為「未來能源」、「21世紀能源」。

天然氣水合物（Natural Gas Hydrate，簡稱Gas Hydrate）即可燃冰，是分布於深海沉積物或陸域的永久凍土中，由天然氣與水在高壓低溫條件下形成的類冰狀的結晶物質。

因其外觀像冰一樣而且遇火即可燃燒，所以又被稱作「可燃冰」（Combustible ice）或者「固體瓦斯」和「氣冰」。其實是一個固態塊狀物。天然氣水合物在自然界廣泛分布在大陸永久凍土、島嶼的斜坡地帶、活動和被動大陸邊緣的隆起處、極地大陸架以及海洋和一些內陸湖的深水環境。

200年前，這個物質就出現在實驗室，但直到20年前，這個事跟中國才有關係。1999～2001年，中國地質調查局科技人員首次在南海西沙海槽發現了顯示天然氣水合物存在的地震異常信息。2002年，國務院批准設立我國海域天然氣水合物資源調查專項。2000年開始，可燃冰的研究與勘探在全球進入高峰期，至少有30多個國家和地區參與其中。

早在2005年4月，中國就宣布首次發現世界上規模最大被作為「可燃冰」即天然氣水合物存在重要證據的「冷泉」碳酸鹽岩分布區，其面積約為430平方公里。

2009年9月，中國地質部門公布，在青藏高原發現了可燃冰，預計十年左右能投入使用。據初略估算，遠景資源量至少有350億噸油當量。

2013年6月至9月，在廣東沿海珠江口盆地東部海域首次鑽獲高純度天然氣水合物樣品，並通過鑽探獲得可觀的控制儲量，此次發現的天然氣水合物樣品具有埋藏淺、厚度大、類型多、純度高4個主要特點。控制儲量1000億立方米~1500億立方米，相當於特大型常規天然氣礦規模。2017年11月3日，國務院正式批准將天然氣水合物列為新礦種。

自21世紀以來，原油價格大幅攀升，最高時達每桶147美元。如此之高的油價也激發了眾多新能源產業的開發，最成功的就是美國的頁岩氣革命。頁岩氣革命讓美國的天然氣價格下降了70%，原油產量也增長到近1000萬桶/天，讓原油價格跌到現在不到50美元/桶。頁岩氣革命是美國走出金融危機，保持經濟強勁增長的大功臣。中國頁岩油氣儲量雖大，但開採條件不好，暫時無法取得美國那樣的成就。

中國的可燃冰資源也非常豐富，主要分布在南海海域，東海海域，青藏高原和東北凍土地帶，儲量預估超過1000億噸石油當量。如果中國能夠實現課本的商業化開採，那將是頁岩氣革命之後的「可燃冰革命」。禁廣東沿海海域，可燃冰儲量摺合天然氣達16萬億立方米，而中國天然氣的年使用量為3000億立方米。顯然，可燃冰的開發對於優化國內能源供給結構，增加能源供應鏈的可選擇性，消減能源的「馬六甲瓶頸」有戰略性的作用。

環保清潔，燃燒產能高油氣10倍

顧名思義，因其外觀像冰一樣而且遇火即可燃燒，所以叫可燃冰，又名天然氣水合物、固體甲烷，其燃燒後幾乎不產生污染物，比石油、天然氣小得多。另外，可燃冰的能量密度非常高。

同等條件下，可燃冰燃燒產生的能量比煤、石油、天然氣要多出數十倍，如1立方米的可燃冰分解後可釋放出164立方米的天然氣。舉個例子，以天然氣為燃料的汽車，供100升天然氣一天能跑300公里，加入相同體積的可燃冰，這輛車就能跑5萬公里。

開採難度大，仍處於試采階段

正因為如此，可燃冰引來眾多國家開展研究，並被投入巨資試采，如美國、日本、加拿大、韓國和印度等國家。不過可燃冰是天然氣與水在高壓低溫條件下形成的類冰狀結晶物質，分布於深海沉積物或陸域的永久凍土中，因此難以尋找和勘探，開採難度也十分巨大。

現有的海底鑽井設備進行開採的時候，稍有不慎就會導致大量砂石湧進管道，造成開採失敗。而且，還可能引來環境問題，如開採不當，水合物中的甲烷一旦溢出，將可能引發強烈的溫室效應；或者如果冰塊消融，導致壓力回升，一旦控制不當，可能造成海底滑坡等地質災害。

就拿日本來說，2013年，由於當時海底砂流入開採井，日本試驗僅6天就被迫中斷。直到去年5月，日本第二次開採可燃冰獲得成功，在近海海底埋藏的可燃冰中提取了甲烷。因此如何安全、經濟地開採可燃冰，把甲烷氣體從可燃冰分離出來，仍然是各國研究和利用的核心難題。

滿足200年使用，有望2030年普及

值得高興的是，我國實現了多項可燃冰開採關鍵技術的自主創新，初步建立了適合我國海域天然氣水合物資源特點的開發技術體系。據官方預測，基於中國可燃冰調查研究和技術儲備的現狀，預計我國在2030年左右有望實現可燃冰的商業化開採。

作為可燃冰資源儲量最多的國家之一，我國擁有超過1000億噸油當量的可燃冰遠景資源量，按照當前的消耗水平，至少能滿足我國近200年的能源需求。目前，我國已在南海發現兩個超千億立方米的礦藏，並圈定11個成礦遠景區、25個有利區塊，因此開發前景十分廣闊。

可燃冰的開採還有一個環保問題，可燃冰的主要成分是甲烷，甲烷的溫室效應是二氧化碳的數十倍。海底沉積物中蘊藏的可燃冰，極易在穩定條件突變的情況下產生爆發。而大規模的商業化開採正是破壞這種穩定條件，一旦開採不慎造成海底甲烷爆發，甲烷在大氣和水的作用下最終演變為二氧化碳，增加地球大氣和水中二氧化碳的含量，這會帶來什麼樣的災難，不言自明。即使不發生爆發，也會因開採形成海底空洞，導致海底軟化，海底滑坡，塌陷，進而引發地震，海嘯。

總之，海底可燃冰的開採一定是慎之又慎的，稍不注意就會破壞海洋生態環境。中國這次試采成功也只是實現了萬里長征第一步。我國初定的目標也是2020年實現可燃冰工程性試采，2030年實現商業性開採，要實現這個目標，還任重道遠。

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